(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710471414.6
(22)申请日 2017.06.20
(71)申请人 南京理工大学
地址 210094 江苏省南京市孝陵卫200号
(72)发明人 李超 张丹丹 袁健 朱建威
王森
(74)专利代理机构 南京理工大学专利中心
32203
代理人 朱显国
(51)Int.Cl.
B60L 11/18(2006.01)
G06Q 50/06(2012.01)
(54)发明名称一种电动汽车充电站有序充电方法(57)摘要本发明公开了一种电动汽车充电站有序充电方法，包括以下步骤：首先，通过电动汽车上的电池管理系统获取电动汽车的充电需求；接着根据充电需求和系统运行状态制定分时电价，由用户自主相应分时电价，确定充电计划；最后采用蒙特卡洛算法模 拟用户充电需求，预测电动汽车充电站在有序充电和无序充电两种情况下的配电变压器负荷、充电站运营经济效益和用户充电成本。本发明在综合考虑用户的充电需求和电网负荷水平的基础上，以削峰填谷为目标，采用启发式算法动态的求解介入充电站电动汽车的分时电价时段，并由用户自主响应，可用于大规模
电动汽车充电站的有序充电控制。权利要求书2页 说明书7页 附图3页CN 109094381 A 2018.12.28
C N 109094381
A
1.一种电动汽车充电站有序充电方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、获取电动汽车的电池容量，以及电池当前荷电状态；同时收集客户在充电站内充电控制系统预期的停留时间以及客户离开时期望的电动汽车SOC水平
步骤2、根据充电需求以及系统运行状态，制定分时电价；
步骤3、根据用户自主响应，确定充电计划；
步骤4、采用蒙特卡洛方法，模拟用户用电需求，完成电动汽车充电站有序充电。
2.如权利要求1所述的电动汽车充电站有序充电方法，其特征在于，步骤2中根据充电需求以及系统运行状态，制定分时电价具体为：
确定系统从当前时段算起在该车停车的T i个时间段内，充电负荷裕度M t(t＝1,2,..., T i)大于P i的个数H i：
H i＝|A i|，A i＝{t|M t≥P i,t＝1,...,T i}
其中，|A i|为集合A i内的元素个数；
若H i<J i，则说明在该电动汽车停靠时问内，系统无法满足用户输入的充电需求，确定系统可最大满足的该电动汽车电池荷电状态
若H i≥J i，则说明在该电动汽车停靠时间内系统可协调该电动汽车的起始充电时段，在满足用户充电需求的基础上，最大限度地实现削峰填谷，按照如下公式确定低谷电价的起始时段：
并按照下式对低谷电价的起始时段进行调整：
式中，
3.如权利要求1所述的电动汽车充电站有序充电方法，其特征在于，步骤3根据用户自主响应，确定充电计划具体为：
确定时段内用户的充电电价为谷电电价p l其余时段充电电价为高
峰电价p h；
如果选择立即开始充电，则安排该电动汽车从下个时段开始逐个在对应充电负荷裕度M t≥P i的时段充电，直到安排J i个时间段为止；同时将对应充电时段的充电负荷裕度(A j×S T ×λ)更新为(A j×S T×λ-P i)；
如果选择延迟至谷电电价开始充电，那么安排该电动汽车从开始，逐个在对应充电负荷裕度M t≥P i的时段充电，直到安排J i个时间段为止；同时将对应充电时段的充电负荷裕度从(A j×S T×λ)更新到(A j×S T×λ-P i)。
4.如权利要求1所述的电动汽车充电站有序充电方法，其特征在于，步骤4采用蒙特卡洛方法，模拟用户用电需求，具体为：
首先，模拟一天内进入该充电站充电的电动汽车用户充电需求，并在有序充电和无序充电两种模式下，统计项目如表1：
表1统计信息
其次，叠加常规负荷和电动汽车充电负荷得到在有序充电和无序充电两种情形下的日负荷曲线和常规负荷曲线；
最后，根据上述信息得出电动汽车充电站的充电方案。
一种电动汽车充电站有序充电方法
技术领域
[0001]本发明属于智能电网领域，特别涉及一种电动汽车充电站有序充电方法。
背景技术
[0002]近年来，全球能源危机日益突出，大气污染、全球气温上升的危害不断加剧，人们对能源与环境问题的关注也不断提高。汽车是人们重要的交通工具，而传统汽车主要以燃油方式提供能源供给，大多具有高能耗、高污染的缺点，传统汽车行业在推动经济发展的同时，也加剧了能源紧缺和环境恶化问题。要缓解日益严峻的能源危机与空气污染问题，必须在交通运输行业大力发展节能、清洁的交通工具。电动汽车以其显著的燃油替代和节能减排优势受到世界范围的重视。电动汽车以电能作为行驶动力，避免了石油的消耗和尾气的排放，同时还有噪声低、能源效率高、维修方便的特点，因此，发展电动汽车是解决当下能源与环境问题的有效途径。但大规模的电动汽车接入将对电网的运行与规划产生巨大的影响。特别是电动汽车的大量接入，进一步的加剧了电网的峰谷差值，不利于电网的稳定安全运行。若有效采取分时电价的方法，引导用户自发响应充电站制定的分时电价方法，不仅可以减少用户成本，还可以削峰填谷，提高电力系统稳定性。
发明内容
[0003]本发明所解决的技术问题在于提供一种电动汽车充电站有序充电方法。[0004]实现本发明目的的技术解决方案为：一种电动汽车充电站有序充电方法，包括以下步骤：
[0005]步骤1、通过接入充电站的电动汽车上的电池管理系统，获取电动汽车相关信息，收集电池容量、电池当前荷电状态；
[0006]需要事先让客户告知充电站内充电控制系统此电动汽车预期的停留时间以及客户离开时期望的电动汽车SOC水平。以电动汽车的充电需求和配电变压器负荷不过载为约束条件，并以此参数作为合理制定分时电价的有效手段。
[0007]步骤二、根据收集的充电需求以及系统运行状态，制定分时电价，根据用户自主响应，确定充电计划。
[0008]电动汽车充电站将以费用最优、削峰填谷为目的，在能充分满足客户充电要求以及充电站的变压器不过载的条件下，随时对分时电价进行调整。并且由用户自主选择充电模式后，安排电动汽车的充电计划，在每个时段的充电负荷裕度大于该车的额定充电功率时，最大限度的保证电动汽车充电过程连续性，从而减少有序充电对充电机和动力电池的负面影响。同时显著降低了充电站运营购电成本和用户的平均充电成本。
[0009]步骤三、通过使用蒙特卡洛方法，对用户的用电需求进行模拟比较。
[0010]采用启发式算法，即蒙特卡洛方法对用户充电情况进行模拟，对其在充电站有序和无序两种情况下的运营成本进行分析，预测使用暂态分时电价方法，可以明显降低充电站运营成本以及用户自身成本，有效的实现了充电负荷削峰填谷，实现了电网的稳定。
[0011]本发明与现有技术相比，其显著优点为：1)本发明的方法综合考虑用户的充电需求和电网负荷水平的基础上，以削峰填谷为目标，采用启发式算法动态的求解介入充电站电动汽车的分时电价时段，并由用户自主响应，可用于大规模电动汽车充电站的有序充电控制。2)本发明的方法以削峰填谷，费用最优为目标，通过用户的自主响应，来实现充电站内电动汽车有序充电。
附图说明
[0012]图1是本发明的电动汽车充电站有序充电方法流程图。
[0013]图2是充电站内有序充电控制流程图。
[0014]图3是电动汽车有序和无序充电两种情况下的负荷曲线图。
[0015]图中编号所代表的含义为：1是为了获取用户的充电需求，收集其电池容量以及电池当前荷电状态，2是根据用户自主响应，动态的制定分时电价，确定充电计划，3是用蒙特卡洛方法模拟用户需求。
具体实施方式
[0016]结合附图，本发明的一种电动汽车充电站有序充电方法，包括以下步骤：[0017]步骤1、获取电动汽车的电池容量，以及电池当前荷电状态；同时收集客户在充电站内充电控制系统预期的停留时间以及客户离开时期望的电动汽车SOC水平
[0018]步骤2、根据充电需求以及系统运行状态，制定分时电价；具体为：
[0019]确定系统从当前时段算起在该车停车的T i个时间段内，充电负荷裕度M t(t＝1, 2,...,T i)大于P i的个数H i：
[0020]H i＝|A i|， A i＝{t|M t≥P i,t＝1,...,T i}
[0021]其中，|A i|为集合A i内的元素个数；
[0022]若H i<J i，则说明在该电动汽车停靠时问内，系统无法满足用户输入的充电需求，确定系统可最大满足的该电动汽车电池荷电状态
[0023]
[0024]若H i≥J i，则说明在该电动汽车停靠时间内系统可协调该电动汽车的起始充电时段，在满足用户充电需求的基础上，最大限度地实现削峰填谷，按照如下公式确定低谷电价的起始时段：
[0025]
[0026]并按照下式对低谷电价的起始时段进行调整：
[0027]
[0028]式中，
[0029]步骤3、根据用户自主响应，确定充电计划；具体为：
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